JPH09161679A - Manufacture of metal halide lamp - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the generation of cracks in each electrode seal part of both ends of a light emitting tube, and to eliminate the leak of the light emitting tube so as to prolong the lifetime by forming the surface of an electrode core, in which a quartz is embedded, with the tungsten oxide so as to seal a quartz tube. SOLUTION: A light emitting tube 1 is supported through light emitting tube supports 5a, 5b of a stem inside an outer bulb 4, and a quartz sleeve 6 is supported by sleeve fastening fixtures 7a, 7b in the periphery of the light emitting tube 1. Each tungsten electrode core, which is sealed in both ends of the light emitting tube 1, is formed with a tungsten oxide film. After sealing an electrode mount in a quartz glass, temperature of the seal part is lowered from high temperature to the room temperature. Then, the core is separated from the quartz glass, but since the core is formed with the tungsten oxide film, adhesiveness thereof with the core is reduced, and since the quartz glass has deoxidizing property and adhesiveness thereof with the oxide film is high. Consequently, generation of cracks at this part can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明はメタルハライドラン
プの発光管の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an arc tube of a metal halide lamp.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般に、メタルハライドランプは図４に
示すように石英ガラス製発光管１０の両端に各々主電極
１２，１３が封着され、又、電極１２，１３はガラス管
に気密に封着されたモリブデン箔１４，１５を介して外
部リ−ド線１６，１７が接続されている。ところで、ラ
ンプの点灯中、このような構造の発光管の電極埋設部で
は細かなクラックや歪みが生じることがある。このクラ
ックや歪みはひずみは、点灯中の熱衝撃等により徐々に
広がり、遂にはリークしてランプが不点にいたることが
ある。特に、発光管添加物としてＤｙ−Ｔｌ等のハロゲ
ン化物を封入したランプの場合目的とするランプ特性を
達成するために、発光管の管壁負荷をあげたり、外球内
を真空にして発光管温度を高めている。そのため、電極
埋設部の温度も高くなりクラックの広がりが速くなり、
ランプの寿命を短くするという問題がある。2. Description of the Related Art Generally, in a metal halide lamp, main electrodes 12 and 13 are sealed on both ends of a quartz glass arc tube 10 as shown in FIG. 4, and the electrodes 12 and 13 are hermetically sealed on a glass tube. The external lead wires 16 and 17 are connected via the molybdenum foils 14 and 15 thus formed. By the way, during the lighting of the lamp, fine cracks or distortions may occur in the electrode-embedded portion of the arc tube having such a structure. These cracks and strains may gradually spread due to thermal shock during lighting, and eventually leak to cause the lamp to become defective. In particular, in the case of a lamp in which a halide such as Dy-Tl is enclosed as an arc tube additive, in order to achieve the desired lamp characteristics, the tube wall load of the arc tube is increased or the inside of the outer bulb is evacuated to form a vacuum tube. Raising the temperature. Therefore, the temperature of the embedded part of the electrode also rises and the crack spreads faster,
There is a problem of shortening the life of the lamp.

【０００３】又、石英ガラスの場合前記したクラックや
歪みをなくすためには、発光管製造工程中で徐冷（アニ
ール）を行なえばよいが、従来の製造方法では加熱のた
めにバーナー等を用いているので充分な温度管理ができ
ず、クラックや歪みの発生を抑制できないという問題が
ある。Further, in the case of quartz glass, in order to eliminate the above-mentioned cracks and distortions, gradual cooling (annealing) may be carried out in the manufacturing process of the arc tube. In the conventional manufacturing method, a burner or the like is used for heating. Therefore, there is a problem that sufficient temperature control cannot be performed and cracks and strains cannot be suppressed.

【０００４】本発明は前記に鑑みてなされたもので、ラ
ンプの寿命期間を通して発光管端部の電極シール部にク
ラック等が生じることがなく、発光管リークによる短寿
命化を防止することができるメタルハライドランプの製
造方法を提供することを目的とする。又、発光効率及び
演色性が良好で、長寿命のメタルハライドランプの製造
方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above, and cracks and the like do not occur in the electrode seal portion at the end of the arc tube throughout the life of the lamp, and shortening of the life due to arc tube leakage can be prevented. An object is to provide a method for manufacturing a metal halide lamp. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a metal halide lamp which has good luminous efficiency and color rendering properties and has a long life.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、石英管の両端
に電極を封着し内部に少なくとも金属ハロゲン化物を封
入したメタルハライドランプ用発光管において、ランプ
点灯中シ−ル部に埋設された電極芯棒の温度が８００℃
以上となるような発光管の製造方法において、前記電極
芯棒のうち少なくとも石英埋設部となる部分の表面にタ
ングステン酸化物被膜を形成した後、石英管の封着を行
なうことを特徴とする。又、石英管の両端に電極を封着
し内部に少なくとも金属ハロゲン化物を封入したメタル
ハライドランプ用発光管において、発光管の電極周辺部
の外周に保温膜を被着してなる発光管の製造方法におい
て、前記保温膜焼成工程中の焼成温度が１０５０〜１２
００℃で、その加熱時間が５〜１０分間であることを特
徴とする。 更に、前記発光管の金属ハロゲン化物は少
なくとも１種類以上の希土類金属ヨウ化物とヨウ化タリ
ウムとヨウ化セシウムあるいはヨウ化ナトリウム及び水
銀を添加物として含む。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is an arc tube for a metal halide lamp in which electrodes are sealed at both ends of a quartz tube and at least a metal halide is sealed inside, and the arc tube is buried in a seal part during lamp lighting. The temperature of the electrode core rod is 800 ℃
In the method for manufacturing an arc tube as described above, the quartz tube is sealed after forming a tungsten oxide film on at least the surface of the electrode core rod that will become the quartz buried portion. Further, in a light emitting tube for a metal halide lamp in which electrodes are sealed at both ends of a quartz tube and at least a metal halide is sealed inside, a method of manufacturing a light emitting tube, wherein a heat insulating film is applied to an outer periphery of an electrode peripheral portion of the light emitting tube. In, the baking temperature in the heat insulating film baking step is 1050 to 12
The heating time is 5 to 10 minutes at 00 ° C. Further, the metal halide of the arc tube contains at least one or more rare earth metal iodides, thallium iodide, cesium iodide or sodium iodide and mercury as additives.

【０００６】[0006]

【作用】前記構成により、発光管の電極シール部の気密
性が保持できる。又、発光管電極シール部のアニールが
可能となる。With the above construction, the airtightness of the electrode seal portion of the arc tube can be maintained. Further, the arc tube electrode seal portion can be annealed.

【０００７】[0007]

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例であり、
入力７０Ｗのメタルハライドランプの側面図である。図
中１は石英製の発光管で両端に主電極を封着し内部に希
土類金属のヨウ化物とタリウムのヨウ化物、セシウムの
ヨウ化物及び始動補助ガスとしてのアルゴンガスが封入
されている。又、発光管の端部外周面には保温膜２が被
着されている。このような発光管１は一端に口金３を固
定した真空の外球４内に保持される。外球内のステムに
は一対の発光管支柱５ａ，５ｂが植立され、該支柱５
ａ，５ｂを介して発光管１が支持され、発光管１の外周
には石英製のスリ−ブ６がスリ−ブ止め金具７ａ，７ｂ
により支持されている。なお、８はゲッタ−である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
It is a side view of the metal halide lamp of input 70W. In the figure, reference numeral 1 denotes a quartz arc tube in which main electrodes are sealed at both ends, and iodide of rare earth metal, iodide of thallium, iodide of cesium and argon gas as a starting auxiliary gas are sealed inside. A heat insulating film 2 is applied to the outer peripheral surface of the end portion of the arc tube. Such an arc tube 1 is held in a vacuum outer bulb 4 having a base 3 fixed at one end. A pair of arc tube columns 5a and 5b are planted on the stem in the outer bulb.
The arc tube 1 is supported via a and 5b, and a sleeve 6 made of quartz is provided on the outer circumference of the arc tube 1 with sleeve stoppers 7a and 7b.
Supported by In addition, 8 is a getter.

【０００８】次に、本発明に係わる製造方法の第１実施
例について説明する。発光管の両端に封着した電極芯棒
に陽極酸化法によりタングステン酸化物被膜を形成し
た。蓚酸溶液０．５ｍｏｌ／ｌに電極芯棒を浸漬させ
て、これを陽極とし直流電圧２５Ｖの一定で５秒間通電
し酸化処理を行なった。そして、種々のランプ入力の従
来品ランプとタングステン酸化物被膜品のランプの電極
芯棒シール部のクラックの有無について調査した。その
結果を表１に示す。 （以下、余白）Next, a first embodiment of the manufacturing method according to the present invention will be described. A tungsten oxide coating was formed on the electrode core rods sealed at both ends of the arc tube by the anodic oxidation method. The electrode core rod was immersed in 0.5 mol / l of an oxalic acid solution, and this was used as an anode to carry out an oxidation treatment by energizing for 5 seconds at a constant DC voltage of 25V. Then, the presence or absence of cracks in the seal portion of the electrode core rod of the conventional lamp with various lamp inputs and the tungsten oxide coated lamp was investigated. Table 1 shows the results. (Hereinafter, margin)

【０００９】[0009]

【表１】 [Table 1]

【００１０】表１から明らかなように、本発明に係わる
タングステン酸化物被膜品の方がクラックの発生がない
ことが判る。このようにクラックが発生しない理由は、
製造中、石英ガラスに電極マウントをシ−ルする場合、
高温の状態から室温までシ−ル部の温度は下がり、これ
に伴って、タングステンの電極心棒や石英ガラスはそれ
ぞれの熱膨張係数に応じて、大きさが変化する。又、石
英ガラスの膨張係数は小さく、タングステンの約１／１
０である。従って、温度が下がる際に石英ガラスの表面
からタングステンの心棒は離れていく、その際一部が石
英ガラスの表面に強く固着したとき、その部分に力がか
かりクラックが生じる。しかし、酸化タングステンとタ
ングステンとの密着性は小さく、かつ石英ガラスは還元
性があり、酸化タングステンとの密着性は高い。そのた
め、酸化タングステンの薄い被膜がある場合はクラック
は生じない。更に、電極材料であるタングステンの酸化
物の薄い膜であるからランプに与える影響はほとんどな
い。As is clear from Table 1, the tungsten oxide-coated product according to the present invention has less cracks. The reason why cracks do not occur in this way is
When sealing the electrode mount on quartz glass during manufacturing,
The temperature of the seal portion decreases from a high temperature state to room temperature, and accordingly, the size of the tungsten electrode mandrel and the quartz glass changes according to their respective thermal expansion coefficients. Also, the expansion coefficient of quartz glass is small, about 1/1 of that of tungsten.
0. Therefore, when the temperature drops, the tungsten mandrel separates from the surface of the quartz glass, and when a part of the mandrel strongly adheres to the surface of the quartz glass, a force is applied to the part and a crack occurs. However, the adhesion between tungsten oxide and tungsten is small, and quartz glass has a reducing property, so that the adhesion with tungsten oxide is high. Therefore, cracks do not occur when there is a thin film of tungsten oxide. Furthermore, since it is a thin film of an oxide of tungsten, which is an electrode material, it has almost no effect on the lamp.

【００１１】更に、本発明者らは、ランプの入力電力を
種々変えることにより電極芯棒のシール部の温度を変え
て点灯実験を行なった。この際電極は、芯棒径が０．３
５ｍｍで、コイルの線径は０．２ｍｍ、内側３タ−ンで
外側６タ−ンのものを用いた。又、試作ランプは７０ワ
ットとし、発光管にはヨウ化ジスプロシウム１．９ｍｇ
／ｃｃ、ヨウ化タリウム０．５ｍｇ／ｃｃ、ヨウ化セシ
ウム０．９５ｍｇ／ｃｃ、水銀８．８ｍｇ／ｃｃ、アル
ゴンガス１．３×１０⁴ Ｐａ封入したものを用いた。
Furthermore, the present inventors conducted lighting experiments by changing the temperature of the seal portion of the electrode core rod by variously changing the input power of the lamp. At this time, the electrode has a core rod diameter of 0.3.
The coil diameter was 5 mm, the wire diameter was 0.2 mm, the inner 3 turns and the outer 6 turns were used. The prototype lamp was 70 watts, and the arc tube had dysprosium iodide 1.9 mg.
/ Cc, thallium iodide 0.5 mg / cc, cesium iodide 0.95 mg / cc, mercury 8.8 mg / cc, and argon gas filled with 1.3 × 10 ⁴ Pa were used.

【００１２】この実験結果を図２に示す。図２より、シ
ール部の温度が８００℃より大きい場合は、電極芯棒に
タングステン酸化物被膜を形成したものは残存率が高
い。しかし、７５０℃の場合は残存率は１００％であ
り、このような処理の必要はない。同様な結果が入力１
００Ｗ、１５０Ｗ、４００Ｗ及び１０００Ｗのメタルハ
ライドランプ用発光管でも得られた。The results of this experiment are shown in FIG. From FIG. 2, when the temperature of the seal portion is higher than 800 ° C., the electrode core rod with the tungsten oxide film formed thereon has a high residual rate. However, at 750 ° C., the residual rate is 100%, and such treatment is not necessary. Input the same result 1
It was also obtained with arc tubes for metal halide lamps of 00W, 150W, 400W and 1000W.

【００１３】次に、本発明に係わる製造方法の第２実施
例について説明する。発光管の両端に被着する保温膜の
塗布、焼成工程において、シールした電極芯棒近傍の温
度を１０００〜１３００℃の範囲で加熱した場合のその
前後のクラックの変化、石英ガラスの変形及び外部リー
ド線の酸化の状態を観察した。その結果を表２に示す。
表２中、Ａはシール部にクラックや歪みが発生した本
数、Ｂは石英ガラスの変形が生じた本数、Ｃは外部リー
ド線が酸化した本数を表わす。Next, a second embodiment of the manufacturing method according to the present invention will be described. In the process of applying and baking the heat insulating film to be applied to both ends of the arc tube, when the temperature in the vicinity of the sealed electrode core rod is heated in the range of 1000 to 1300 ° C., change in cracks before and after that, deformation of quartz glass and external The state of oxidation of the lead wire was observed. Table 2 shows the results.
In Table 2, A represents the number of cracks or strains in the seal, B represents the deformation of the quartz glass, and C represents the number of oxidized external lead wires.

【００１４】[0014]

【表２】[Table 2]

【００１５】表２から明らかなように、焼成工程におけ
る温度条件は、１０５０℃以上で加熱時間５分以上でク
ラックや歪みが生じない。しかし、１２５０℃で加熱時
間５分で変形が発生しだし、１３００℃以上では加熱時
間が３〜１５分で変形が起こる。又、１１００〜１２０
０℃では加熱時間１５分で外部リード線の酸化が起こ
り、１２５０℃以上では加熱時間５〜１５分で酸化が起
こる。従って、石英ガラスの変形やリード線の酸化が起
こらず、クラックや歪みがなくなるのは、焼成工程にお
ける温度条件が１０５０〜１２００℃で、加熱時間が５
〜１０分である。As is clear from Table 2, the temperature condition in the firing step is 1050 ° C. or higher and the heating time is 5 minutes or longer, and no cracks or strains occur. However, deformation starts to occur at 1250 ° C. for 5 minutes, and at 1300 ° C. or higher for 3 to 15 minutes. Also, 1100-120
At 0 ° C., the external lead wire is oxidized at a heating time of 15 minutes, and at 1250 ° C. or higher, the oxidation is caused at a heating time of 5 to 15 minutes. Therefore, the deformation of the quartz glass and the oxidation of the lead wire do not occur, and the cracks and strains disappear when the temperature condition in the firing step is 1050 to 1200 ° C. and the heating time is 5
10 minutes.

【００１６】本発明者らは、前記した温度条件で処理し
た発光管を用いて点灯実験を行なった。この際電極は、
芯棒径が０．３５ｍｍで、コイルの線径は０．２０ｍ
ｍ、内側３タ−ンで外側６タ−ンのものを用いた。又、
試作ランプは７０ワットとし、発光管にはヨウ化ジスプ
ロシウム１．９ｍｇ／ｃｃ、ヨウ化タリウム０．５ｍｇ
／ｃｃ、ヨウ化セシウム０。９５ｍｇ／ｃｃ、水銀８．
８ｍｇ／ｃｃ、アルゴンガス１．３×１０⁴ Ｐａ封入し
たものを用いた。The inventors of the present invention conducted a lighting experiment using an arc tube treated under the above temperature conditions. At this time, the electrodes are
Core bar diameter is 0.35mm, coil wire diameter is 0.20m
m, 3 turns on the inside and 6 turns on the outside were used. or,
The prototype lamp was 70 watts, dysprosium iodide 1.9 mg / cc, thallium iodide 0.5 mg in the arc tube.
/ Cc, cesium iodide 0.95 mg / cc, mercury 8.
8 mg / cc and argon gas filled with 1.3 × 10 ⁴ Pa was used.

【００１７】この実験結果を図３に示す。図３より、前
記した温度条件で加熱処理したランプはその残存率が高
く、長寿命であることが判る。同様な結果は入力１００
Ｗ、１５０Ｗ、４００Ｗ及び１０００Ｗのメタルハライ
ドランプ用発光管でも得られた。The results of this experiment are shown in FIG. It can be seen from FIG. 3 that the lamp heat-treated under the above-mentioned temperature conditions has a high residual rate and has a long life. Similar result is input 100
It was also obtained with W, 150 W, 400 W and 1000 W arc tubes for metal halide lamps.

【００１８】[0018]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係わるメタルハライドランプの製造方法は、比較的簡
単な構成により、ランプの寿命期間を通して発光管端部
の電極シール部にクラック等が生じることがなく、発光
管リーク等がなく長寿命であり、又、発光効率及び演色
性が良好である等の利点がある。As is clear from the above description, the method of manufacturing a metal halide lamp according to the present invention has a relatively simple structure, and cracks or the like occur in the electrode seal portion at the end of the arc tube throughout the life of the lamp. There are advantages such as a long life without an arc tube leak, good emission efficiency and good color rendering.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に係わるメタルハライドランプの一例を
示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing an example of a metal halide lamp according to the present invention.

【図２】ランプ点灯時間経過に伴うランプ残存率を示す
特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a lamp residual rate with the passage of a lamp lighting time.

【図３】同じく ランプ点灯時間経過に伴うランプ残存
率を示す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a lamp residual ratio with the lapse of lamp lighting time.

【図４】一般的なメタルハライドランプの発光管を示す
側面図である。FIG. 4 is a side view showing an arc tube of a general metal halide lamp.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 発光管 ２ 保温膜 ３ 口金 ４ 外球 ５ａ，５ｂ 発光管支柱 ６ スリーブ ７ａ，７ｂ スリーブ止め金具 ８ ゲッター 1 arc tube 2 heat insulating film 3 base 4 outer bulb 5a, 5b arc tube strut 6 sleeve 7a, 7b sleeve stopper 8 getter

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 石英管の両端に電極を封着し内部に少な
くとも金属ハロゲン化物を封入したメタルハライドラン
プ用発光管において、ランプ点灯中シ−ル部に埋設され
た電極芯棒の温度が８００℃以上となるような発光管の
製造方法において、前記電極芯棒のうち少なくとも石英
埋設部となる部分の表面にタングステン酸化物被膜を形
成した後、石英管の封着を行なうことを特徴とするメタ
ルハライドランプの製造方法。1. In an arc tube for a metal halide lamp in which electrodes are sealed at both ends of a quartz tube and at least a metal halide is sealed inside, a temperature of an electrode core rod embedded in a seal portion is 800 ° C. during lamp lighting. In the method for manufacturing an arc tube as described above, a quartz tube is sealed after forming a tungsten oxide film on the surface of at least a portion of the electrode core rod to be a quartz buried portion. Lamp manufacturing method. 【請求項２】 石英管の両端に電極を封着し内部に少な
くとも金属ハロゲン化物を封入したメタルハライドラン
プ用発光管において、発光管の電極周辺部の外周に保温
膜を被着してなる発光管の製造方法において、前記保温
膜焼成工程中の焼成温度が１０５０〜１２００℃で、そ
の加熱時間が５〜１０分間であることを特徴とするメタ
ルハライドランプの製造方法。2. An arc tube for a metal halide lamp in which electrodes are sealed at both ends of a quartz tube and at least a metal halide is sealed in the arc tube, wherein a heat insulating film is applied to the outer periphery of the electrode peripheral portion of the arc tube. 2. The method for producing a metal halide lamp according to item 1, wherein the firing temperature in the heat insulating film firing step is 1050 to 1200 ° C. and the heating time is 5 to 10 minutes. 【請求項３】 前記発光管の金属ハロゲン化物は少なく
とも１種類以上の希土類金属ヨウ化物とヨウ化タリウム
とヨウ化セシウムあるいはヨウ化ナトリウム及び水銀を
添加物として含む請求項１又は２項記載のメタルハライ
ドランプの製造方法3. The metal halide according to claim 1, wherein the metal halide of the arc tube contains at least one rare earth metal iodide, thallium iodide, cesium iodide or sodium iodide and mercury as additives. Lamp manufacturing method